鱼使用耳聋基因来感知水的运动

根据凯斯西储大学医学院的最新研究，鱼感觉水的运动方式与人类感觉到的一样。研究人员发现，人类身上也发现了一种基因，可帮助斑马鱼将水分运动转化为电脉冲，并将其传递到大脑进行感知。共享基因允许斑马鱼感知水流方向，它还有助于人耳内的细胞感知一系列声音。

该基因编码毛细胞中的蛋白质，即在耳内接收声音的细胞。基因突变可导致人类耳聋。除了在他们的耳朵里，斑马鱼沿着他们的整个身体有毛细胞来感知水流。斑马鱼体表面上的毛细胞面向不同的方向，以感知周围的水流动。但是，这项新的研究发现，面向不同方向的毛细胞与以前认为的不同 - 每个都使用耳聋基因略有不同。

凯斯西储大学耳鼻喉科学院副教授布莱恩麦克德莫特博士说：“我们发现鱼的前方水流检测更多地依赖于斑马鱼基因tmc2b，而不是来自鱼背的水流。”医学和大学医院克利夫兰医疗中心。“从鱼的前方流出的水伴随着向前游动，因此，它是常规的。但来自后方的水可能意味着追捕捕食者。因此，斑马鱼使用不同的分子机制来区分水流方向。”

凯斯西储大学医学院耳鼻喉科助理​​教授McDermott和Ruben Stepanyan今天在Nature Communications上发表了这一研究结果。这项研究涉及机械传导 - 毛细胞如何感知机械声波，或者在这种情况下，是水波，并将它们转换成脑信号。McDermott的团队发现斑马鱼皮肤上的毛细胞使用不同的机械转导基因-like tmc2b-取决于他们的方向。“并非所有毛细胞都是相同的。它们根据它们所面对的方向而不同，这是检测水流方向的关键，”McDermott说。该研究将tmc2b确定为机械转导的核心。该基因是毛细胞向大脑传递信号所必需的，这可以解释其在遗传性耳聋中的作用。“我们的研究结果与人类听觉直接相关，”麦克德莫特说。“我们研究了一种类似于引起耳聋的人类基因的斑马鱼基因，在这里我们展示了缺陷是在机械转导的过程中。”

研究人员利用他们的研究结果创建了斑马鱼毛细胞的“机械感觉图谱”。该图显示了毛细胞的位置和方向如何与其感知水运动的能力相关。它还显示了不同的毛细胞如何需要或可以独立地起作用于耳聋基因tmc2b。该图可以为将来有关人类毛细胞机械转导和遗传性耳聋原因的研究提供信息。

McDermott说，“斑马鱼毛细胞特别容易进行实验，不像哺乳动物耳朵的毛细胞，因此它们具有特殊的优势。你可以研究完整毛细胞的发育和功能，使鱼的水平高于鱼类。哺乳动物的耳朵。“

毛细胞的差异帮助鱼感水流动模式，并且还可以帮助人类感知不同的声音。“在哺乳动物中，毛细胞是耳朵的感觉细胞，”麦克德莫特说。“我们的研究结果表明，在包括人类在内的哺乳动物中，毛细胞之间可能存在分子差异，这使我们能够听到我们喜欢的奇妙声音范围。”